氣化噴嘴和氣化器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，具體地，涉及一種氣化噴嘴和氣化器。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化技術(shù)是發(fā)展煤基化學(xué)品、液體燃料、IGCC發(fā)電、制氫等過程的基礎(chǔ)，是煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)。由于合成氨、甲醇、二甲醚、煤制油、煤制烯烴等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中國的煤炭氣化工藝正由老式的UGI爐塊煤間歇?dú)饣杆傧蛳冗M(jìn)的粉煤氣化工藝過渡，呈現(xiàn)出對各類粉煤氣化技術(shù)裝備的強(qiáng)勁需求。
[0003]氣化反應(yīng)在高溫、加壓條件下進(jìn)行。其中，利用氣化噴嘴使諸如煤粉的物料和氣化劑在加壓條件下并流進(jìn)入氣化爐內(nèi)，在極為短暫的時間內(nèi)完成升溫、揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化等一系列物理和化學(xué)過程，最終形成以CC^PH2為主要成分的煤氣。氣化噴嘴通常包括輸送物料的部件和將物料和氣化劑并流噴射的部件。在輸送物料的部件中，物料從內(nèi)徑較大的總管中被均勻地分流至多條內(nèi)徑較小的支管中，以使物料滿足噴射條件。為了使煤粉能夠按照預(yù)設(shè)的等分均勻地分流，通常在總管和各個支管之間設(shè)置分流器。另外，為了改善分流器分流物料的效果，現(xiàn)有技術(shù)中有時還設(shè)置多級分流結(jié)構(gòu)。也就是說，在第一級分流結(jié)構(gòu)中，物料從輸送總管通過分流器分流至多個第一級輸送支管；在第二級分流結(jié)構(gòu)中，物料從每個第一級輸送支管通過分流器分流至多個第二級輸送支管；以此類推。
[0004]然而，由于現(xiàn)有技術(shù)中的分流器的結(jié)構(gòu)不盡合理，使得物料并不能通過分流器實現(xiàn)足夠均勻地分流，并且在分流器的結(jié)構(gòu)死角中常常出現(xiàn)積粉、堵塞的現(xiàn)象。由此導(dǎo)致氣化噴嘴無法將物料和氣化劑進(jìn)行快速并流和噴出，氣化噴嘴火焰不穩(wěn)定不均勻；進(jìn)而導(dǎo)致氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率低，氣化殘渣量大。另外，氣化噴嘴處于氣化爐的高溫加壓的運(yùn)行環(huán)境中，本身維護(hù)工作量就比較大，分流器經(jīng)常堵塞更加重了氣化噴嘴的維護(hù)負(fù)擔(dān)，造成氣化爐的生產(chǎn)效率降低。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的氣化噴嘴有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種氣化噴嘴和氣化器，用以使物料能夠在氣化噴嘴中均勻地分流，并且防止物料的積粉、堵塞，從而提高氣化爐的生產(chǎn)效率。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種氣化噴嘴，包括用于輸送物料的輸送部，和連接在輸送部的末端用于噴射物料的噴射部，其中，輸送部包括輸送總管和至少兩級輸送支管，輸送總管與第一級輸送支管之間、以及相鄰的兩級輸送支管之間通過能夠?qū)⑽锪线M(jìn)行分流的分流器相連通，至少一個所述分流器包括基體，基體上開設(shè)有將輸送總管與第一級輸送支管、或者將相鄰的兩級輸送支管相連通的多個貫通孔；每個分流器還包括錐底連接至基體的頂面、錐頂位于輸送總管中或者位于相鄰的兩級輸送支管的上一級輸送支管中的多棱錐體，多棱錐體的每個側(cè)面與輸送總管的一部分管壁或者與相鄰的兩級輸送支管的上一級輸送支管的一部分管壁分別圍合成每個貫通孔的引導(dǎo)面，并且多棱錐體的側(cè)面覆蓋基體的頂面。
[0007]優(yōu)選地，貫通孔的縱向中心線與多棱錐體的縱向中心線成角度地設(shè)置。
[0008]優(yōu)選地，多棱錐體包括中心錐體以及圍繞中心錐體的錐底設(shè)置的多個邊緣錐體，其中，各個邊緣錐體為三棱錐體，每個三棱錐體以輸送總管的管壁或者相鄰的兩級輸送支管的上一級輸送支管的管壁為一個側(cè)面，并且三棱錐體的另外兩個側(cè)面相交所形成的棱與中心錐體的棱共同形成多棱錐體的棱。
[0009]優(yōu)選地，多棱錐體為正多棱錐體，該正多棱錐體的縱向中心線與輸送總管的縱向中心線重合。
[0010]優(yōu)選地，多棱錐體的各個側(cè)面均為凹形面。
[0011]優(yōu)選地，在多棱錐體的上方的輸送總管上設(shè)置有氣流入口，氣流入口允許氣流流入輸送總管中以使物料發(fā)生紊流。
[0012]優(yōu)選地，噴射部包括噴射腔體，最后一級輸送支管的末端依次貫穿噴射腔體的頂面和底面后與底面基本齊平形成物料噴口 ；其中，噴射腔體的頂面為可拆卸件。
[0013]優(yōu)選地，沿著噴射腔體的頂面和底面的延伸方向，噴射腔體分隔為靠近噴射腔體的頂面的氣化劑腔體和靠近噴射腔體的底面的冷卻腔體，氣化劑腔體具有氣化劑入口，冷卻腔體具有冷卻劑入口和冷卻劑出口 ；其中，冷卻腔體中設(shè)置有分別環(huán)繞各個最后一級輸送支管的多個氣化劑管，各個氣化劑管的一端開口于氣化劑腔體，另一端貫穿噴射腔體的底面后與底面基本齊平形成氣化劑噴口。
[0014]優(yōu)選地，在氣化劑噴口處的最后一級輸送支管的外壁面上設(shè)置有旋流葉片，以使氣化劑發(fā)生紊流。
[0015]本發(fā)明還提供一種氣化器，該氣化器的頂部安裝有上述的氣化噴嘴
[0016]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的至少一個分流器包括基體和多棱錐體，基體上開設(shè)有貫通孔用于將輸送總管與第一級輸送支管、或者將相鄰的兩級輸送支管相連通，而多棱錐體則設(shè)置在輸送總管中或者設(shè)置在相鄰的兩級輸送支管的上一級輸送支管中，用作物料進(jìn)入到貫通孔中的導(dǎo)向面。由于在基體的頂面上，除了開設(shè)貫通孔的部位之外，其他部位全部由多棱錐體的側(cè)面覆蓋，因此從結(jié)構(gòu)設(shè)置上避免了死角結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。進(jìn)入到輸送總管中的或者進(jìn)入到相鄰的兩級輸送支管的上一級輸送支管中的物料能夠全部在多棱錐體的引導(dǎo)下進(jìn)入到各個貫通孔中，而不可能在任何部位發(fā)生積料堵塞。另外，只要將多棱錐體的各個側(cè)面設(shè)置成形狀大致相同，將各個貫通孔設(shè)置成直徑相等，就可以保證物料自動地均勻地分布到各個貫通孔中，這是容易實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明能夠在避免物料積料堵塞的情況下有效保證物料的均勻分流。
[0017]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0018]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明的氣化噴嘴的立體圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的氣化噴嘴沿縱向方向剖開的剖視圖；
[0021]圖3是從本發(fā)明的氣化噴嘴的頂部觀察時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的氣化噴嘴沿縱向方向剖開的局部剖視圖，示出噴射部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0023]圖5是從噴射腔體的底面一側(cè)進(jìn)行觀察時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明
[0025]I輸送總管11氣流入口
[0026]21基體211貫通孔22中心錐體
[0027]23邊緣錐體
[0028]31第一級輸送支管32最后一級輸送支管
[0029]4噴射部41噴射腔體的頂面42噴射腔體的底面
[0030]43氣化劑腔體431氣化劑入口
[0031]44冷卻腔體441冷卻劑入口442冷卻劑出口
[0032]45氣化劑管
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0034]參考圖1至圖3，本發(fā)明提供一種氣化噴嘴，用以將物料和氣化劑并流噴射至氣化爐的爐腔中。根據(jù)本發(fā)明的實施例，氣化噴嘴包括用于輸送物料的輸送部，以及連接在輸送部末端的用于噴射物料和氣化劑的噴射部4。其中，輸送部包括輸送總管I和至少兩級輸送支管。物料從輸送總管I被分流到多個第一級輸送支管31，然后從每個第一級輸送支管31被分流到多個第二級輸送支管，并且可以以此類推直到被分流到最后一級輸送支管32。然后，從最后一級輸送支管32的末端噴出至氣化噴嘴外部。其中，輸送總管I與第一級輸送支管31之間、以及相鄰的兩級輸送支管之間通過能夠?qū)⑽锪线M(jìn)行分流的分流器相連通。
[0035]更詳細(xì)地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，分流器包括基體21。其中，在第一級分級結(jié)構(gòu)中，輸送總管I連接至基體21的頂面，各個第一級輸送支管31連接至基體21的底面。與此類似，在其他分級結(jié)構(gòu)中，上一級輸送支管連接至基體21的頂面，下一級輸送支管連接至基體21的底面。以下以第一級分級結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行闡述，其他分級結(jié)構(gòu)與下文中的闡述同理。
[0036]優(yōu)選地，基體21可以設(shè)置為柱體，可以理解，該柱體的橫截面面積大于輸送總管I的橫截面面積。同時，該柱體的橫截面面積還可以滿足將各個輸送支管連接至其上時所需要的面積。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在基體21上沿著從頂面至底面的方向開設(shè)有與第一級輸送支管31的數(shù)目相同的貫通孔211。這些貫通孔211的分布形式應(yīng)與輸送總管I的底部邊緣的形狀相適應(yīng)，從而輸送總管I的底部邊緣固定連接至基體21的頂面時，各個貫通孔211可以被輸送總管I環(huán)繞包圍在其中。各條輸送支管3的頂部邊緣分別對應(yīng)地連接至各個貫通孔211，以使物料可以從輸送總管I中沿著貫通孔211進(jìn)入到各條輸送支管3中，從而實現(xiàn)物料分流的目的。
[0037]更詳細(xì)地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，分流器還包括多棱錐體。該多棱錐體大體呈傘狀，其錐頂位于輸送總管I中，錐底連接至基體21的頂面。這樣，當(dāng)物料落入輸送總管I中時，可以沿著多棱錐體的側(cè)面自多棱錐體的錐頂至多棱錐體的錐底落下。根據(jù)本發(fā)明的實施例，多棱錐體的每個側(cè)面與輸送總管I的一部分內(nèi)壁分別圍合成每個貫通孔211的引導(dǎo)面。也就是說，多棱錐體的每個側(cè)面及其所對應(yīng)的那部分輸送總管I的內(nèi)壁分別形成以各個貫通孔211為底的大致漏斗形狀，當(dāng)物料落在多棱錐體的側(cè)面上時，可以在該側(cè)面的引導(dǎo)下進(jìn)入到各個貫通孔211中。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的實施例，多棱錐體的側(cè)面覆蓋基體21的頂面。也就是說，在基體21的頂面上，除了開設(shè)貫通孔211的部位外，其他部位全部由多棱錐體的側(cè)面覆蓋。這樣，物料進(jìn)入到輸送總管I中后，全部被引導(dǎo)面所引導(dǎo)而進(jìn)入到各個貫通孔211中，從而徹底排除了積料堵塞的情況的發(fā)生。另外，可以理解的是，當(dāng)多棱錐體的各個側(cè)面的形狀大致相同、各個貫通孔211的直徑相等時，可以保證物料自動地均勻地分布到各個貫通孔211中。因此，本發(fā)明能夠在避免物料積料堵塞的情況下有效保證物料的均勻分流。
[0038]繼續(xù)參考圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在多棱錐體的上方的輸送總管I上設(shè)置有氣流入口 11。諸如氮?dú)獾臍怏w可以從氣流入口 11進(jìn)入到輸送總管I中，以使輸送總管I中的物料發(fā)生紊流。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的實施例，多棱錐體為正多棱錐體，該正多棱錐體的縱向中心線與輸送總管I的縱向中心線重合。這樣，當(dāng)物料進(jìn)入到輸送總管I中時，受到從氣流入口 11流入的氣流的干擾而發(fā)生無規(guī)律的紊流，提高物料的混亂度。從而，可以有效地防止物料發(fā)生貼壁、架橋等現(xiàn)象。之后，物料可以在正多棱錐體的各個形狀和面